Download - Laporan B1 Widya Wigati 10511035
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA KI-2241
PERCOBAAN B-1
TERMOKIMIA
Disusun oleh:
Widya Wigati
10511035
Kelompok 8
Asisten Praktikum:
Kak Agam
Tanggal percobaan : Kamis, 11 April 2013
Tanggal pengumpulan : Kamis, 18 April 2013
LABORATORIUM KIMIA FISIKAPROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMINSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2013
TERMOKIMIA
I. Tujuan Percobaan
Menentukan kapasitas kalorimeter
Menentukan kalor netralisasi dengan kalorimeter.
Menentukan kalor pelarutan dengan kalorimeter.
Menentukan kalor pembentukan kompleks dengan kalorimeter
Menentukan kalor pembentukan endapan dengan kalorimeter.
II. Data Pengamatan
T ruang = 24,5 0C
Data Piknometer
Yang diukur Massa (gram)
Pikno kosong 19,28
Pikno + Air 44,97
Pikno + HCl 45,20
Pikno + NaOH 45,52
Pikno + Al2(SO4)3 45,72
Pikno + NH4OH 44,97
Pikno + CuSO4 45,17
Penentuan kapasitas kalorimeter
Air Dingin Air Panas
t (menit) T (0C) t (menit) T (0C)
1 25 2 44,6
3 25 4 43,9
5 25 6 43,4
Suhu campuran panas – dingin
t (menit) T (0C)
7 34,8
8 35,2
9 35,1
10 35,0
11 34,5
12 34,4
13 34,4
14 34,3
15 34,3
16 34,3
Penentuan kalor penetralan
[HCl] = 0,512 M
[NaOH] = 0,5038 M
NaOH HCl
t (menit) T (0C) t (menit) T (0C)
1 26 2 25,8
3 26 4 25,8
5 26 6 25,8
Suhu campuran NaOH – HCl
t (menit) T (0C)
7 29
8 29
9 29
Penentuan kalor pembentukan kompleks
[NH4OH] = 0,0495 M
[CuSO4] = 0,05 M
NH4OH CuSO4
t (menit) T (0C) t (menit) T (0C)
1 25 2 26
3 25 4 26,1
5 25 6 26,1
Suhu campuran NH4OH – CuSO4
t (menit) T (0C)
7 26,1
8 26,1
9 26,1
Penentuan pembentukan endapan
[NaOH] = 0,5038 M
[Al2(SO4)3] = 0,083 M
NH4OH CuSO4
t (menit) T (0C) t (menit) T (0C)
1 26 2 26,2
3 26 4 26,2
5 26 6 26,2
Suhu campuran NH4OH – CuSO4
t (menit) T (0C)
7 27,5
8 27,5
9 27,5
Penentuan kalor
pelarutan
Massa = 15 gram
Suhu campuran
t (menit) suhu (oC)
0 40,0
1 39,7
2 39,5
3 39,1
4 38,9
5 38,9
6 38,7
7 38,6
8 38,5
9 38,4
10 38,2
11 38,0
12 38,0
13 38,0
III. Pengolahan Data
1) Penentuan volume piknometer
Volume pikno = (W pikno+air )−W pikno kosong
ρ air pada T ruang
= 44,97−19,28
0,9971749
= 25,762 ml
2) Penentuan massa jenis (ρ)
Massa jenis NaOH :
ρ NaOH = (W pikno+NaOH )−W pikno kosong
Volume pikno
= 45,42−19,28
25,762
= 1,018 g/mL
Dengan cara yag sama, diperoleh hasil sebagai berikut :
Zat W piknometer + zat Ρ zat (g/mL)
HCl 45,20 1,006
NaOH 45,52 1,018
Al2(SO4)3 45,72 1,026
NH4OH 44,97 0,997
CuSO4 45,17 1,004
3) Penentuan Cp larutan
Cp H = 20,786 J/mol K
Cp Cl = 21,838 J/mol K
Cp Na = 28,230 J/mol K
Cp Cu = 24,4 J/mol K
Cp Al = 24,2 J/mol K
Cp S = 23,673 J/mol K
Cp N = 29,124 J/mol K
Cp O = 21,911 J/mol K
Cp H2O (l) = 75,3 J/mol K
Cp HCl = Cp H + Cp Cl
= 20,786 + 21,838
= 42,624 J/mol K
Cp NaOH = Cp Na + Cp O + Cp H
= 28,23 + 21,911 + 20,786
= 70,927 J/mol K
Al2(SO4)3 = 2 Cp Al + 3 Cp S + 12 Cp O
= 2 (24,2) + 3 (23,673) + 12 (21,911)
= 382,351 J/mol K
NH4OH = Cp N + 5 Cp H + Cp O
= 29,124 + 5 (20,786) + 21,911
= 154,965 J/mol K
CuSO4 = Cp Cu + Cp S + 4 Cp O
= 24,44 + 23,673 + 4 (21,911)
= 135,757 J/mol K
4) Penentuan kapasitas kalorimeter
6 8 10 12 14 16 1833.633.8
3434.234.434.634.8
3535.235.4
f(x) = − 0.128484848484849 x + 36.1575757575758R² = 0.875282386850511
f(x) = NaN x + NaNR² = 0f(x) = NaN x + NaNR² = 0 Kurva Kapasitas Kalor Kalorimeter
Air DinginLinear (Air Dingin)Air panasLinear (Air panas)CampuranLinear (Campuran)
t (menit)
T (C
)
y = mx + c
x = T pencampuran
ypanas = -0,3 x + 45,16 Tpanas = ypanas (x=7) = 43,06 oC
ydingin = 25 Tdingin= 25 oC
ycamp. = -0,128 x + 36,15 Tcamp = ycamp (x=7) = 35,254 oC
Mencari jumlah mol air panas dan air dingin
nairpanas = ρair panas x VMr
=0.99104
gmL
x 200 mL
18 g /mol=11,011mol
nairdingin = ρair dingin xVMr
=0.9940015
gmL
x 200 mL
18 g/mol=11.044 mol
Mencari kapasitas calorimeter :
Q serap = Q lepas
npanas x Cppanas x (Tpanas – Tcampuran) = ndingin x Cpdingin x (Tcamp – Tdingin) + Cp K (Tcamp
– T dingin)
11,011 x 75,3 x (43,06 – 35,254)= 11,044 x 75,3 x (35,083 – 25) + Cp K
(35,083 – 25)
6472,175 = 8385,155 + Cp K (10,083)
-189,723 J/K = Cp K
5. Penentuan kalor netralisasi
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1024
25
26
27
28
29
30
kurva kalor penetralan
[NaOH][HCl]campuran
waktu (menit)
suhu
(oC)
Dapat dilihat dari kurva yang di dapat bahwa pada tiap-tiap zat atau campuran yang diamati, tidak ada kenaikan suhu per menit nya. Oleh karena itu di dapat data sebagai berikut :
T NaOH = 26 oC
T HCl = 25,8 oC
T campuran = 29 oC
Menentukan suhu efektif
T eff=(CpHCl .T HCl )+(CpNaOH . T NaOH )+(Cpk . T ruang)
CpHCl+CpNaOH +Cpk
¿(42,624 x 25,8 )+(70,927 x26 )+(−189,723 x 24,5)
42,624+70,927−189,723¿22,37℃
Mencari jumlah mol HCl dan NaOH
nHCl = ρHCl x VMr
=1,006
gmL
x200 mL
36.45 g/mol=5,519 mol
nNaOH = ρNaOH xVMr
=1,018
gmL
x 200 mL
40 g/mol=5.09mol
Menentukan kalor netralisasi
Q = ((nHCl.CpHCl)+(nNaOH.CpNaOH)+Cpk)(Tc-Teff)
= ((5,519 x 42,624¿+(5.09 x70,927 )+−189,723¿(29−22,37)
= 2695,3 J
Menentukan perubahan entalpi netralisasi
HCl + NaOH NaCl + H2O
nNaCl = nNaOH = 5.09 mol
∆ H= −QnNaCl
=−2695,3 J5.09 mol
=−529,53 J /mol
6. Penentuan kalor pembentukan kompleks
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1024.424.624.8
2525.225.425.625.8
2626.2
f(x) = 0.0250000000000004 x + 25.9666666666667
kurva kalor pembentukan kompleks
NH4OHCuSO4Linear (CuSO4)campuran
waktu (menit)
suhu
(oC)
Dapat dilihat pada kurva diatas bahwa yang menunjukan adanya perubahan terhadap waktu adalah larutan CuSO4, sedangkan untuk larutan NH4OH dan campuran larutan tidak menunjukan adanya peningkatan suhu permenitnya, sehingga di dapat data sebagai berikut :Untuk CuSO4 :y = mx + cx = T pencampuran yCuSO4 = 0,025x + 25,967 T CuSO4 = y CuSO4 (x=7) = 26,142 oCyNH4OH = 25 oCycamp. = 26,1 oC
Menentukan suhu efektif dalam kalorimeter
T eff=(CpNH 4 OH .T NH 4 OH )+(CpCuSO4 . TCuSO 4 )+(Cpk . Truang)
CpNH 4 OH+CpCuSO 4+Cpk
¿(154,965x 25 )+(135,757 x26,142 )+(−189,723 x24,5)
154,965+135,757+−189,723¿ 27,47 oC
Menentukan jumlah mol NH4OH dan CuSO4
nNH4OH = ρNH 4 OH x V
Mr=0,997 x 200
35=5.697 mol
nCuSO4 = ρCuSO4 xV
Mr=1.004 x 200
159.611=1.258 mol
Kalor reaksi pembentukan kompleks ( Q) :
Q = ((nNH4OH x CpNH4OH) + (n CuSO4 x Cp CuSO4) + Cpk) x (Tc – Teff)
= ((5.697 x154,965¿+ (1.258 x 135,757 )+−189,723¿ x (26,1−27,47)
= -1183,5 J
Menentukan ∆H pembentukan kompleks :
NH4OH + CuSO4 [Cu(NH3)]2+
∆H = −Q
n kompleks=
−(−1183,5 )1.258
=940,80 J /mol
7. Penentuan Kalor Pembentukan Endapan
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1025
25.5
26
26.5
27
27.5
28
Kurva Kalor Pembentukan Endapan
NaOHAl2(SO4)3Campuran NaOH - Al2(SO4)3
t (menit)
Suhu
(⁰C
)
y= 26
y= 26,2
y= 27,5
y = mx + cx = T pencampuran
yAl2(SO4)3 = 26,2 TAl2(SO4)3 = 26,2 oCy NaOH = 26 T NaOH = 26 oCycamp. = 27,5 Tcamp = 27,5 oC
Menentukan suhu efektif dalam kalorimeter
T eff=(CpAl 2(SO 4)3 .T Al 2(SO 4 )3 )+ (CpNaOH . T NaOH )+(Cpk . T ruang)
CpAl 2 (SO 4)3+CpNaOH+Cpk
¿(382,351 x 26,2 )+ (70,927 x26 )+(−189,723 x24,5)
382,351+70,927±189,723¿27,37℃
Menentukan jumlah mol Al2(SO4)3 dan NaOH
n Al2(SO4)3 = ρAl 2(SO 4 )3 xV
Mr=1,0328 x200
342=0.604 mol
nNaOH = ρNaOH xV
Mr=1,0250 x200
40=5.125 mol
Kalor reaksi pembentukan endapan ( Q) :
Q = ((nAl2(SO4)3 x Cp Al2(SO4)3) + (n NaOH x Cp NaOH) + Cpk) x (Tc – Teff)
= ((0.604 x 382,351¿+(5.125 x70,927 )+(−189,723)¿ x (24.5−27,37)
= -2250,55 J
Menentukan ∆H pembentukan endapan :
∆H = −Q
n endapan Al (OH ) 3= −(−2250,55)
0.604=3726,077 J /mol
8. Penentuan K alor P elarutan
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1437
37.5
38
38.5
39
39.5
40
40.5
f(x) = − 0.15010989010989 x + 39.7257142857143R² = 0.950185866033874
Kurva Kalor Pelarutan
Suhu Campuran Na2CO3 - Air
Linear (Suhu Campuran Na2CO3 - Air)
t (menit)
Suhu
(⁰C
)
y = mx + cx = T pencampuran
Tair panas = 40 oCycamp. = -0,1501x + 39,726 Tcamp = ycamp (x=7) = 38,6753 oC
Menentukan suhu efektif
T eff=(Cpap .T ap )+(Cpk .T ruang )
Cpap+Cpk=
(75,3 x 40 )+(−189,723 x24,5 )75,3+−189,723
¿14,29969℃Mencari jumlah mol H2O
nH2O = ρH 2 O (t=40℃) xV
Mr=
0 .9922204g
mLx 200 mL
18 g /mol=11.025 mol
Menentukan kalor pelarutan
Q = ((nap.Cpap)+Cpk)(Tc-Teff)
= ((11.025 x 75,3¿+(−189,723)¿(38,6753−14,29969)
= 15611,59 J
Menentukan perubahan entalpi pelarutan
∆ H= −QnH 2 O
=−15611,59J11.025mol
=−1416,017 J /mol
IV. Pembahasan
V. Kesimpulan
- Kapasitas kalor kalorimeter adalah -189,723 J/K
- Nilai kalor netralisasi dengan kalorimeter adalah −529,53 J /mol
Nilai kalor pembentukan kompleks adalah940,80 J /mol
- Nilai kalor pembentukan endapan adalah 3726,077 J /mol
- Nilai kalor pelarutan adalah −1416,017 J /mol
VI. Daftar pustaka
o Atkins, P.W. ‘Physical Chemistry’, 8th ed., Mc Graw-Hill, New York, hal
47-63
o G,W, Castellan, Physical Chemistry, edisi kedua, Addison Wesley,
Massachussets, 1971, hal, 347-350,
LAMPIRAN IJawaban Pertanyaan
1. Mengapa koreksi suhu akhir dengan ekstrapolasi ke saat pencampuran hanya dapat di lakukan pada reaksi yang cukup cepat ?Koreksi suhu akhir dengan ekstrapolasi saat pencampuran hanya dapat dilakukan pada reaksi yang cukup cepat karena hasil yang diperoleh akan lebih akurat dalam keadaan ini. Pada keadaan ini, suhu yang diamati tidak akan jauh berbeda dengan suhu yang diukur. Jika dilakukan penambahan yang lambat, maka suhu yang terukur akan memiliki perbedaan yang besar dengan suhu yang diamati.
2. Nilai air kalorimeter bergantung terhadap volume yang dipakai. Hal ini dapat dijelaskan dengan prinsip Asas Black
Qlepas = Qterima
m1.c1.ΔT + Cpk.ΔT = m2.c2.ΔTρ1.V1. c1.(Ta-T1) + Cpk. (Ta-T1) = ρ2.V2.c2.(T2-Ta)
Dari persamaan tersebut, terbukti bahwa nilai air kalorimeter sangat bergantung terhadap volume.
3. Efek konsentrasi asam terhadap harga kalor penetralan asam lemah yaitu semakin lemah suatu asam, maka harga kalor penetralan juga akan semakin kecil. Entalpi penetralan adalah kalor yang dihasilkan pada penetralan 1 mol suatu asam atau basa. Jika asam semakin lemah, maka akan semakin sedikit H+ yang terbentuk dan produk hasil penetralan akan memiliki jumlah yang juga lebih sedikit sehingga nilai kalor penetralan juga semakin kecil.
LAMPIRAN IIData Massa Jenis Air pada Berbagai Suhu
Data Cp Air
Data Cp Unsur